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龙行天下CSIEM

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科学瞎想系列之一四二电机绕组(18)

许多同学问一个问题，电机绕组的感应电势可以用Blv来计算，可是绕组的导体是嵌放在槽内的，而槽内的磁场B很小，几乎为0，那么用Blv来计算时，将槽内这个很小的磁密代入其中，计算出线圈的感应电势岂不是也很小，几乎为0，这显然与实际情况不符啊！是不是放在槽内的导体就不能用Blv的观点来计算了？

2022-08-30

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科学瞎想系列之一四四电机绕组(20)

前面的文章主要以三相绕组为例，讲解了多相绕组的构成、电势和磁势。随着变频调速技术的发展和调速电机电机容量的增大，现代调速用的交流电机采用了更多相的交流绕组，常见的有六相、九相、甚至是十二相电机。本期就简要分析这些多相电机定子绕组构成规律及其电势和磁势。我们先以四相和六相绕组为例予以分析，然后在总结归纳这两种多相绕组构成特点的基础上，不失一般性地介绍多相绕组系统的构成规律以及它们的感应电势和磁势。

2022-08-30

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科学瞎想系列之一一二 NVH那些事(15)

上一期讲了声波的一些传播特性，本期讲一讲声波的起源。众所周知，振动产生噪声，也就是说声波是由振动引起的，那么自然就会提出一个问题——振动和噪声的关系问题。即在介质的某处，若已知质点的振动，如何推算和评估所产生的噪声，或已知某处的噪声如何得知该点的振动。 1 振动与噪声的定量换算我们知道，描述振动的特征量包括频率、振动位移、振动速度和振动加速度；描述噪声的特征量包括频率、声压、声强和声功率以及反映声音响度的声压级、声强级、声功率级等声级指标，振动作为噪声之母，振动和因之引起的噪声的频率自然就是一样的，这是它们之间的“遗传代码” 是它们的DNA，工程实践中也经常会用噪声的频谱来分析寻找振动源，这个不用换算。这里主要讲的是振动速度、加速度和噪声的声压、声强之间的换算关系，现就平面声波做一介绍。假设介质中存在一个无穷大平面的振动，我们可以把它看作是一个无穷大平面的活塞在往复运动(振动)，其振动的频率为f，振动的位移随时间按正弦规律变化，就会在介质中产生一个平面声波，设声波沿x轴方向传播，其波动方程为： y=Y•sin(ωt-Kx) ⑴ 式中：y为在x处的质点振动位移；Y为振幅；x为质点位置；ω为振动角频率，ω=2πf=2π/T，T为振动的周期；系数K=2π/λ，λ为声波的波长。则声速： C=ω/K=λ•f ⑵ 而振动速度为： y′=Эy/Эt=ω•Y•cos(ωt-Kx) ⑶ 振动速度的幅值： Y′=ω•Y ⑷ 由⑵、⑷式可见，振动速度和声速是两码事，二者不能混淆。振动形成的压强(声压)为： p=-E•ΔV/V=-E•Эy/Эx ⑸ 式中：E为介质的弹性模量，即介质中的应力与应变之比，它是材料的固有参数；ΔV/V为介质因受压力的变化而产生的体积变化率，数值上ΔV/V=Эy/Эx。将⑴式代入⑸式得： p=E•K•Y•cos(ωt-Kx) =Pm•cos(ωt-Kx) ⑹ 式中：Pm=E•K•Y为最大声压。我们知道，声强为单位面积上的声功率，而功率等于力与速度乘积，即声强等于单位面积上的压力(声压)乘以质点的振动速度，即声强： i=p•y′ =ω•E•K•Y²•cos²(ωt-Kx) ⑺ 平均声强为： I=(1/2)•ω•E•K•Y² =(1/2)•ω•Pm²/(E•K) ⑻ 将声速C=(E/ρ)^(1/2)代入⑻式，得： I=(1/2)•Pm²/(ρ•C) = P²/(ρ•C) ⑼ 式中：P为声压的有效值，即方均根值；ρ为介质的密度；ρ•C为介质的声学特性阻抗，20℃下空气的ρ•C=408 kg/(m²•s)。综合以上各式，可得无穷大平面声波声强与振动的关系为： I=(1/2)•ω•E•K•Y² =(1/2)•2πf•C•ρ•(2π/λ)•Y² =2ρCπ²f²Y² =816π²f²Y² ⑽ 由⑽式可见，无穷大平面声波的声强与振动速度(f•Y)的平方成正比，由于声强是指单位面积上的声功率，代表了声波传递的能量，这就得出了我们前面所说的，振动速度是反映伴振动的能量。需要特别强调一下，⑽式是基于无穷大平面振动推导得到的振动与噪声的关系，适用于平面型辐射器，例如：当电机的尺寸远大于声波波长时，就可以把电机看作是一个平面型辐射器。对于其它类型的声波辐射器(如中小型电机)不适用，需要进行一定的修正(后续文章会详述)，但⑽式是基础，是一个非常重要的公式，希望宝宝们牢记，后面还会经常用到。这样枯燥的推导可能宝宝们很难直观感受多大的振动能够引起多大的噪声，为此我们举个例子来直观感受一下：设一个振幅为Y=10^(-10)米、f=1000Hz的振动，则可以引起的声强为： I=816•π²•1000²•10^(-20) =8.05*10^(-11) 瓦/米² 其声强级为： Li=10•lg[8.05*10^(-11)/10^(-12)]=19.05dB。也就是说当空气的振幅为1/10纳米(相当于分子直径级别的振幅)时，就会产生19.05dB的噪声，人耳可以清晰地听到。对于电机机壳的振动，通常振幅在微米级，假设是1微米吧，如果频率仍然是1000Hz，那么产生的声强为8.05*10^(-3)瓦/米²，对应的声强级可达99dB(A)，99分贝是个什么概念啊，大概是在歌舞厅距离音响1米处的噪声，达到了非常吵闹的环境级别，我国环境标准规定在这样的环境中，每天不得超过一刻到半个小时，否则经过二三十年的长期暴露，会严重损伤听觉！由此可见只要频率较高(中频)，微小的振动都会引起强烈的噪声。 2 振动和噪声的关系上面

2020-04-10

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科学瞎想系列之一〇四 NVH那些事(9)

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2019-12-17

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科学瞎想系列之一〇一 NVH那些事(7)

节也过了，假也完了，该玩的都玩了，本瞎想系列文章也进入了第二个一百期，这是一个新的起点。本期继续我们的NVH，前面的几篇长篇大论许多宝宝都反映太长了，今天我们就来篇短的，说说气隙偏心原因引起的力波特点。因制造公差和长时间运行磨损，都会导致转子外圆和定子内圆产生偏心。如图1所示，偏心有两种情况：一种是静偏心，是定转子不同心造成的，通常运行磨损、制造和装配精度不够，往往会造成静偏心；另一种是动偏心，主要是转子外圆与轴不同心或转子不圆造成，轴和定子内圆还是同心的，这种情况下转子旋转时，偏心位置也在发生变化。

2019-10-12

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科学瞎想系列之九十八匝间耐压那些事

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2019-08-08

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科学瞎想系列之九十六 NVH那些事(5)

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2019-07-31

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科学瞎想系列之九十七 NVH那些事(6)

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2019-07-31

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